기계공작법

4 편 절 삭 가 공

(3-12) relieving(backing-off):(교과서 p.324)

☞ milling cutter, hob 등에 제1 여유각(first clearance angle, relief angle)을 두기 위하여 그림과 같은 장치로 양각가공(陽刻加工)하는 것을 relieving이라 한다. 그림 (a)에서 cam 축 p의 회전에 의하여 같은 축에 고정된 cam c가 회전하고 공구대가 고정된 nail a가 활동(滑動; sliding)하여 bite에 횡이송(橫移送; cross feed)을 주고, cam과 nail이 최고부를 통과하면 spring 작용에 의하여 bite는 본래의 위치에 급귀환 한다.
그림 (b)에서 bevel gear에 의한 동력전달에 의하여 cam을 회전시키고, cam이 1회전할 때마다 bite가 이동하여 relieving 하며, 공작물이 1pitch 회전할 때마다 bite가 1회의 동작을 하여야 한다. cutter, hob 등의 공구를 연삭하여도 여유각이 변하지 않고 일정하기 위하여는 여유면을 ☞대수곡선(對數曲線; logarithmic spiral)으로 여야 하나, 보통 제작하기 쉬운 Archmedes' spiral을 이용한다.

그림(a)에서
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milling cutter의 제작은 선반에서 원통가공, milling machine에서 ☞ 분할대를 이용하여 홈가공과 2번 여유각을 만들고, 다시 relieving 선반에서 1번 여유각(1st clearance angle, relief angle)을 만들며, ☞ 공구연삭기에서 land를 연삭하여 예리한 절인으로 만든다.

(3-13) 절단가공(切斷加工; cutting-off):

다수의 동일한 짧은 부품을 spindle을 통하여 chuck 또는 collet에 물린 봉재에서 연속하여 가공할 때가 있으며, 각 부품을 소정의 치수로 가공한 후 center의 지지 없이 봉재로 부터 절단하여 분리할 수 있다. 심압대의 center가 지지한 상태에서는 절단 종기(終期)에 center의 압력으로 절단면이 절단 blade(절단 bite)의 측면을 눌러 마찰력이 급증하면서 blade는 파단된다.
이 때 원활한 절단을 위하여 지켜야할 사항을 나열하면 다음과 같다.

공작물을 chuck 또는 collet에 견고하게 고정고, 심압대로 지지하지 않는다.
공작물의 돌출부를 가능하면 짧게 한다.
부분적으로 직경이 다를 때에는 큰 쪽을 고정한다.
치환(置換) blade는 toolholder에서 가능하면 짧게 나오게 한다(반지름+여유를 고려).
blade의 선단을 center의 높이에 위치시키고, toolholder를 가능하면 공구대에서 짧게 나오게 하여 견고하게 고정한다. 인선이 중심선보다 높으면 지름이 작아질 때 가공물에 bite가 올라타고, 낮으면 가공물이 bite 위로 올라와 절단가공을 완성할 수 없다.
가공면과 blade의 마찰을 피하기 위해 blade에 5^o 정도의 측면여유각, 8 ~ 12^o의 선단여유각, 극히 작거나 0^o 정도의 상면경사각을 준다.
절삭속도는 보통선삭속도의 1/2 정도로 한다.
crossfeed handle를 회전시켜 bite를 가공물의 중심을 향하여 이송하고, 절단 종기(終期)에는 이송을 작게 한다.
중심을 향하여 이송을 주는 동안 수시로 bite를 약간 후퇴시켜 왕복대를 좌우(左右)로 약간 이동시킴으로써 blade가 홈에 끼워지는 것을 방지한다.
절삭유제를 충분히 공급한다.

절단가공 절단 bite
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절삭유제를 공급하면서 절단가공을 한다.
절단 bite로 절단가공을 한다.

(3-14) 편심축절삭(偏心軸切削; turning an eccentric):

1개의 축(軸)에서 직경이 상이한 축이 평행하나 동심에 있지 않을 때 center 구멍간의 거리를 편심거리라 하며, 이러한 편심축은 요동운동을 하며, crank 축과 같이 편심이 큰 경우도 있다.

선반에서 편심축을 가공할 때

그림(a)는 공작물의 단면에 center 구멍을 전부 가공할 수 있는 경우이며, 편심거리가 작을 때에는 구멍을 얕게 하여 옆의 구멍과 합치되는 것을 피한다.
편심거리가 너무 커서 가공물의 단면에 center 구멍 전부를 가공할 수 없을 경우에는 그림 (b)와 같이 가공물의 양단에 지지판을 나사로 고정하여 지지판의 center 구멍을 이용하고, 지지봉을 사용하여 가공물의 변형 및 지지판의 변위를 방지한다.

편심축절삭
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(3-15) 모방절삭(模倣切削; copying):

불규칙한 윤곽(輪廓)의 절삭을 할 때 횡이송(橫移送; cross feed)이 형판(型板)을 따라 이루어지면서 절삭하는 방법으로서, 일명 윤곽선삭(contour turning)이라고도 한다. 이 가공법은 같은 제품을 다량으로 생산할 때 유리하며, 형판의 접촉저항과 절삭저항이 같은 기계적 장치, 접촉자(stylus)의 형판에 대한 접촉저항을 확대하는 전기적 장치 및 유압장치를 이용한다.

(1) 기계적 장치에 의한 방법:

그림과 같이 공구대를 축방향으로 자동이송시킬 때 bed 위에 고정된 모형판에 따라 횡이송을 하면서 절삭한다. 본 예에서는 횡방향으로 작용하는 힘은 추(錘)에 의존하기 때문에 중절삭(重切削)에는 사용하지 않고 주로 절삭저항이 적은 완성가공에 사용된다. 가장 간단한 방법은 taper 절삭장치에 형판(型板)을 설치하고 roll로 접촉 이송시키면서 가공하는 것이다. 이 방은 공구대와 형판 사이를 link로 연결하기 때문에 절삭저항과 같은 크기의 큰 힘이 형판에 작용하므로 황삭가공을 마친 다듬질가공에서 채용될 수 있다.

기계적 모방절삭장치
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(2) 전기적 장치에 의한 방법:

그림과 같이 촉침이 형판을 따라 접촉 이동하면 open 또는 closed되어 종방향 이송용 motor 또는 횡방향 이송용 motor switch를 on 또는 off한다.

전기적 모방절삭장치
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촉침이 중립에 있으면 이송용 motor가 구동되어 가공물의 회전축 방향에 평행하게 가공하고, 촉침이 움직여 전기적 접촉이 closed되면 종방향 이송은 멈추고 횡방향의 이송이 된다. 공구대는 촉침운동 방향과 같은 방향으로 운동한다. 즉 촉침과 공구대의 거리는 본래의 값으로 복원되며, 촉침의 접촉이 다시 시작되고 횡방향의 이송이 중지되며 종방향의 이송이 재개된다.

(3) 유압식 장치에 의한 방법:

그림과 같이 arm 선단(先端)에 pilot valve와 tracer가 있으며, 공구대의 이송은 pilot valve에 의하여 조작되는 작동 valve에 의하여 행하여 진다. tracer는 spring에 의하여 뒤로 잡아당기는 힘을 받고 있다. tracer가 모형에 접할 때까지 이동하도록 valve가 열리고 모형에 접촉하면 유압회로를 닫아 공구대는 정지하며, tracer가 눌러지면 공구대가 후진하도록 회로가 열린다.

유압식 모방절삭장치
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